葛彩霞

栽種水生植物調(diào)節(jié)水質(zhì)

葛彩霞

池塘養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)是一種人工生態(tài)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是水體面積小、深度淺、水交換量較低，而養(yǎng)殖密度又較高，且一般通過(guò)大量投餌來(lái)提高魚(yú)產(chǎn)量。這樣，魚(yú)體排泄物和多余殘餌的沉積與分解，往往會(huì)使池塘底泥和水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)物濃度升高，透明度下降，從而引起了一系列問(wèn)題：化學(xué)需氧量升高，水體溶解氧和pH值降低，有毒有害物質(zhì)（如NH3-N和NO2-N）在水體中大量積累，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，危機(jī)養(yǎng)殖動(dòng)物的生存和生長(zhǎng)。因此，減輕池塘養(yǎng)殖水體的自身污染，已成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)關(guān)注與研究的熱點(diǎn)。近年來(lái)，人們開(kāi)始嘗試在池塘中栽植沉水植物或建造浮床植物系統(tǒng)，實(shí)施魚(yú)草共生，通過(guò)植物的凈化作用來(lái)改良水質(zhì)。

1.沉水植物對(duì)養(yǎng)殖水體的水質(zhì)改良機(jī)理

沉水植物對(duì)養(yǎng)殖水體的水質(zhì)改良機(jī)制主要包括以下兩個(gè)方面：一是沉水植物直接或間接地吸收和轉(zhuǎn)化了水中的無(wú)機(jī)鹽；二是沉水植物增加了水生態(tài)系統(tǒng)的空間生態(tài)位，提高了系統(tǒng)的生物多樣性，從而使得水體環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定。

在四種生態(tài)類(lèi)型的水生植物中，沉水植物具有較強(qiáng)的凈化能力。為了適應(yīng)水中生活，沉水植物的根、莖和葉都具有吸收功能，能明顯去除水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有助于緩解養(yǎng)殖系統(tǒng)中因餌料輸入和魚(yú)類(lèi)代謝造成的營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷，并抑制藻類(lèi)的過(guò)量生長(zhǎng)。沉水植物能在水中進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生大量氧氣，提高水體pH值，可緩和因魚(yú)類(lèi)和細(xì)菌代謝消耗造成的水體溶解氧和pH值降低。沉水植物較浮葉植物更能有效地提高水體的氧化程度。與相鄰的裸地相比，草密區(qū)的日溶氧變幅是裸地的兩倍多；根際氧化區(qū)的形成減少了底質(zhì)磷通過(guò)形成鐵磷結(jié)合物的方式從底質(zhì)流失到水層中。沉水植物還能有效抑制底泥中的總氮、總磷、硝態(tài)氮和氨態(tài)氮向水體中釋放，且效果比漂浮植物好。這可能因?yàn)槌了参锊粌H能通過(guò)莖葉吸收從底泥釋放到水中的營(yíng)養(yǎng)鹽，而且還能通過(guò)根系直接吸收底泥中的營(yíng)養(yǎng)鹽。沉水植物主要通過(guò)根系吸收底質(zhì)中的氮、磷，然后分配到枝條，最后通過(guò)植物的活體釋放或死亡腐爛釋放到水體中。因而，可采取定期刈割植株的方式來(lái)減少水體及底泥中氮、磷的含量。

同時(shí)，作為生物環(huán)境，沉水植物通過(guò)有效增加水生態(tài)系統(tǒng)的空間生態(tài)位，抑制生物性和非生物性懸浮物，改善水下光照和溶解氧條件，為形成復(fù)雜的食物鏈提供了食物、場(chǎng)所和其他必需條件，是水體生物多樣性賴(lài)以維持的基礎(chǔ)。有研究發(fā)現(xiàn)，在魚(yú)草共生系統(tǒng)水體中有大量的多種類(lèi)型的變形蟲(chóng)和草履蟲(chóng)，這些原生動(dòng)物通過(guò)吞噬或?yàn)V食有機(jī)碎屑使養(yǎng)殖水體中懸浮物減少。沉水植物的衰敗與消亡，將導(dǎo)致水體中與水草相克的浮游藻類(lèi)大量繁殖，使浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物乃至魚(yú)類(lèi)等水生動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單化、小型化，使得系統(tǒng)的生物多樣性指數(shù)降低。

因此，在養(yǎng)殖池塘中栽植沉水植物，不僅能調(diào)節(jié)池塘水生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)速度、抑制水體富營(yíng)養(yǎng)化、控制藻類(lèi)生長(zhǎng)、提高透明度、改善水體溶解氧狀態(tài)，而且還有助于提高池塘生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性，增強(qiáng)養(yǎng)殖水體環(huán)境的穩(wěn)定性。利用養(yǎng)殖過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)鹽的輸入來(lái)補(bǔ)充因沉水植物生長(zhǎng)消耗的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，當(dāng)養(yǎng)殖對(duì)象和沉水植物的放養(yǎng)密度搭配適宜時(shí)，池塘生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)輸入和輸出可以保持較長(zhǎng)時(shí)間的平衡。

2.適宜在養(yǎng)魚(yú)水域中栽培的沉水植物主要品種

（1）伊樂(lè)藻 原產(chǎn)于美洲，于20世紀(jì)90年代由中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所從日本引進(jìn)我國(guó)，是一種優(yōu)質(zhì)、速生、高產(chǎn)的沉水植物。適應(yīng)性強(qiáng)，氣溫在5℃以上即可生長(zhǎng)，產(chǎn)量高，秋冬季或早春栽種1kg伊樂(lè)藻營(yíng)養(yǎng)草莖，當(dāng)年可產(chǎn)鮮草300噸左右，被稱(chēng)為沉水植物嬌子。高光（1996）進(jìn)行了伊樂(lè)藻凈化養(yǎng)魚(yú)污水效果試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：伊樂(lè)藻對(duì)養(yǎng)魚(yú)污水中的氮、磷等物質(zhì)有較好的凈化效果。

（2）苦草 俗稱(chēng)扁擔(dān)草、鴨舌草，多年生沉水植物。易種植，產(chǎn)量高，在養(yǎng)蟹水域中被稱(chēng)為“水下森林”。苦草是魚(yú)、蝦、蟹喜食和凈化水質(zhì)、改良底質(zhì)的優(yōu)良天然水生植物，有性繁殖在生活史中占重要地位，其種子易采集、保存。顧林娣等（1994）進(jìn)行了苦草種植水對(duì)藻類(lèi)生長(zhǎng)的影響實(shí)驗(yàn)。結(jié)果證實(shí)：苦草能分泌生化抑制物質(zhì)，抑制斜生柵藻和羊角月牙藻的生長(zhǎng)，抑制作用的大小與苦草的生物量和種植水濃度有關(guān)。宋福等（1997）利用苦草等7種沉水植物對(duì)受污染的草海水體（含底泥）總氮、總磷去除效果進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：苦草等7種沉水植物能顯著去除水體總氮、總磷。馬凱等（2003）研究了沉水植物分布格局對(duì)湖泊水環(huán)境中氮、磷含量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：若單純從水環(huán)境中的總磷含量進(jìn)行判斷，與穗狀狐尾藻、金魚(yú)藻和微齒眼子菜相比，苦草對(duì)水中磷的吸收最為有效。該研究還指出，在富營(yíng)養(yǎng)化的水體中沉水植物主要直接從水環(huán)境中吸收磷來(lái)維持其正常生命活動(dòng)。任南等（1996）進(jìn)行了環(huán)境因子對(duì)東湖幾種沉水植物生理的影響實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)：苦草在不同溫度下都具有較低的光補(bǔ)償點(diǎn)，因而在各個(gè)湖區(qū)包括富營(yíng)養(yǎng)化程度最高的郭鄭湖湖區(qū)都有較大面積的分布，而且在光照極差的深水區(qū)也有一定分布?？嗖莸哪蛪A性水體能力強(qiáng)，在較高pH值水體中，仍有較強(qiáng)的光合作用產(chǎn)氧能力。

（3）輪葉黑藻 又名針絲，多年生沉水植物，具有適應(yīng)強(qiáng)、喜炎熱、生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高、易栽培等特點(diǎn)。繁殖生長(zhǎng)以無(wú)性繁殖為主。其莖葉可供魚(yú)、蝦、蟹食用。曹萃禾研究報(bào)道了輪葉黑藻的莖、葉和表皮與根一樣都具有吸收作用，且皮層細(xì)胞含有葉綠素，具有進(jìn)行光合作用的功能。輪葉黑藻的這種結(jié)構(gòu)對(duì)水體中營(yíng)養(yǎng)鹽類(lèi)的吸收降解及對(duì)重金屬元素的濃縮富集都有很強(qiáng)的作用，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。陳毓華等（1995）對(duì)11種高等水生維管植物凈化城鎮(zhèn)污水效益進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：輪葉黑藻凈水功能可與鳳眼蓮相媲美，而綜合效能優(yōu)于鳳眼蓮。另外，輪葉黑藻能在水體中形成巨大的“水下森林”，對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。

（4）菹草 又稱(chēng)春草，麥黃草，多年生沉水植物。國(guó)內(nèi)有關(guān)菹草改良水質(zhì)的研究報(bào)道很多。王斌等（2002）進(jìn)行了不同水質(zhì)條件下菹草的凈化作用及其生理反應(yīng)的初步研究。結(jié)果表明：菹草對(duì)環(huán)境變化耐受性較強(qiáng)，在化學(xué)需氧量值較高、水質(zhì)污染嚴(yán)重的水體中仍能生長(zhǎng)發(fā)育，對(duì)化學(xué)需氧量有一定的清除作用，能夠用來(lái)清潔水質(zhì)，改善水環(huán)境。金送笛等（1994）進(jìn)行了不同環(huán)境因子對(duì)菹草吸收氮、磷的影響等研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：菹草對(duì)水中氮、磷的吸收與pH值、溫度、光照、根（莖）生物量比及底泥間隙水與上覆水中營(yíng)養(yǎng)鹽濃度比有關(guān)。在自然條件下，菹草根部主要從底泥中吸收NH4-N、PO4-P,對(duì)NO3-N吸收甚微；莖葉主要從水層中吸收NO3-N，對(duì)PO4-P吸收甚少。

3.多種沉水植物搭配栽植

從水域生態(tài)學(xué)原理和現(xiàn)有的研究成果來(lái)看，在養(yǎng)殖池塘中種植沉水植物以?xún)艋|(zhì)是一種極有前途的生態(tài)養(yǎng)殖模式。目前，需要在沉水植物的種類(lèi)篩選和搭配栽植上進(jìn)行深入研究，以期達(dá)到推廣應(yīng)用的目的。上述4種沉水植物的生長(zhǎng)范圍廣、生長(zhǎng)速度快、凈化能力較強(qiáng)，是凈化水質(zhì)的理想物種。其中，苦草和輪葉黑藻喜溫耐熱，而菹草和伊樂(lè)藻耐寒畏熱，因此它們?cè)谏L(zhǎng)季節(jié)上具有互補(bǔ)性。蘇文華等（2004）研究報(bào)道，從沉水植物光合補(bǔ)償點(diǎn)、光合飽和點(diǎn)及強(qiáng)光下光合受抑制的表現(xiàn)特點(diǎn)來(lái)看，苦草對(duì)光的需求較低，不耐強(qiáng)光，適于在低光照條件的水底生長(zhǎng)；黑藻和菹草的最大光合產(chǎn)量出現(xiàn)在中層，可在水體中層形成優(yōu)勢(shì)。在自然條件下，輪葉黑藻是苦草群落的伴生種類(lèi)，二者可相互共存，且長(zhǎng)勢(shì)均良好。因此，在養(yǎng)殖池塘中可夏秋栽植苦草和輪葉黑藻，冬春栽植菹草或伊樂(lè)藻，保證沉水植物群體一年四季的水質(zhì)凈化能力。

4.建造浮床植物系統(tǒng)調(diào)節(jié)水質(zhì)

浮床植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)是運(yùn)用無(wú)土栽培技術(shù)原理，以高分子材料為載體和基質(zhì)，采用現(xiàn)代農(nóng)藝與生態(tài)工程措施綜合集成的水面無(wú)土種植植物技術(shù)。通過(guò)水生植物根系的截留、吸附、吸收和水生動(dòng)物的攝食以及棲息其間的微生物的降解作用，達(dá)到水質(zhì)凈化的目的，對(duì)水生生物的多樣性發(fā)展也能起到促進(jìn)作用，并具有營(yíng)造景觀的效果。浮床一般采用高分子材料、泡沫板、蛭石、聚乙烯等，種植的種類(lèi)主要為水生蔬菜（水芹菜、水雍菜、海蘆筍）、花卉（美人蕉）、水稻等。

（通聯(lián)：455000，河南省安陽(yáng)市水產(chǎn)科學(xué)研究所河南省安陽(yáng)市紅旗路114號(hào)，13837270587）